CN112432879A - 煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤体的瓦斯吸附‑脱附‑解吸‑回收试验装置及其测试方法，试验装置包括主管道，顺次连接在主管道上的高压氦气瓶、高压甲烷瓶、计量罐、煤样罐、真空泵、质量流量计和能够恒压排气并循环利用的解吸***，并通过在主管道设置多个阀门进行气体控制；主管道上从上游到下游依次设置供气阀门、调控阀门和排气阀门；测试方法包括获取煤体的真密度、获取煤体的瓦斯等温吸附曲线、获取煤体的瓦斯等温脱附曲线、获取煤体的瓦斯解吸曲线和尾气回收等步骤。本发明不仅能够对煤样与瓦斯之间的特性进行多方面充分的测试，而且实现了便于控制、恒压排气、循环利用、测试精度高、安全性高等技术突破，对国家和公共利益具有重大意义。

Description

煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及煤矿安全和实验室安全，尤其涉及一种煤体的瓦斯吸附-脱附 -解吸-回收试验装置及其测试方法。

背景技术

煤体的瓦斯吸附解吸特性是预测煤与瓦斯处突危险性的主要依据，针对煤体的瓦斯吸附解吸特性的研究也逐渐增多，瓦斯解吸数据的获取，通常采用排水法进行获得，而量筒中液柱高度所产生的压强往往会影响煤粒瓦斯解吸，而且在解吸过程中，液柱的高度是不断降低的，因此对瓦斯解吸的影响也不一样，这就导致瓦斯解吸的外在气压是不断变化的，因此会造成解吸数据精度的降低。

此外，甲烷气体是一种易燃易爆气体，实验室中大量进行甲烷试验而不进行收集往往会造成安全隐患，而且收集的甲烷气体可以二次使用，节省材料费用。

最后，试验人员通常通过手动调整锥形瓶的高度，从而调节量筒内的液位，该方案调节过程稳定度欠佳，且难以将锥形瓶固定在特定高度，不仅影响试验的操作便利性，而且降低试验效率和精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置及其测试方法，不仅能够对煤样与瓦斯之间的特性进行多方面充分的测试，而且实现了便于控制、恒压排气、循环利用、测试精度高、安全性高等技术突破，对国家和公共利益具有重大意义。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：煤体的瓦斯吸附-脱附 -解吸-回收试验装置，包括主管道，主管道上从上游到下游依次设置供气阀门、调控阀门和排气阀门；主管道上在供气阀门的上游分别通过第一减压阀和第二减压阀连接有高压氦气瓶和高压甲烷瓶；主管道上在供气阀门和调控阀门之间的位置通过阀门Ⅰ连接有计量罐，主管道上在调控阀门和排气阀门之间的位置分别通过阀门Ⅱ和阀门Ⅲ连接有真空泵和煤样罐，计量罐和煤样罐放入恒温水浴箱，计量罐、煤样罐和真空泵分别配设压力表Ⅰ、压力表Ⅱ和压力表Ⅲ，主管道上在排气阀门的下游设置有质量流量计，主管道的尾端连接排气尾管，排气尾管的尾端浸入装有水且封闭的量筒内，量筒底部通过连通软管连接有液位调节容器，量筒的顶部连通设置有气囊，气囊配设阀门Ⅳ，量筒的零刻度位于量筒的侧壁顶部，量筒内还设置有与排气尾管的尾端连接的恒压排气装置，恒压排气装置包括浮板和两端分别固结在浮板下表面与排气尾管的尾端的连杆。

优选地，所述液位调节容器连接有升降架，升降架包括底座、垂直设置在底座上的电动伸缩杆以及连接在电动伸缩杆顶端的夹子，液位调节容器由夹子夹持实现固定。

优选地，所述气囊外部设置保护罩，保护罩内壁设置压力传感器，压力传感器连接有蜂鸣器。

优选地，所述保护罩由两个半椭球形的半壳体拼合而成，两个半壳体的后端铰接在一起，两个半壳体的前端经过切削形后通过两个搭扣连接，切削部分形成保护罩的开口。

优选地，所述保护罩表面镂空开设方便观察其内部气囊状态的小孔。

煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，包括以下步骤：

S1、获取煤体的真密度；

S2、获取煤体的瓦斯等温吸附曲线；

S3、获取煤体的瓦斯等温脱附曲线；

S4、获取煤体的瓦斯解吸曲线；

S5、尾气回收：关闭第一减压阀、第二减压阀、供气阀门、调控阀门、排气阀门、阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，只打开阀门Ⅳ，调整液位调节容器的高度，使量筒中液面位于位于0mL位置，从而将量筒顶部的气体转移至气囊内，关闭阀门Ⅳ；收集在气囊内的瓦斯既能够循环利用，又避免排放到室内造成危险。

优选地，所述步骤S1的具体操作方法为：

S1-1、对煤样称重后放入煤样罐中；

S1-2、检查计量罐和煤样罐的气密性：关闭阀门Ⅱ和排气阀门，并打开供气阀门、阀门Ⅰ、调控阀门、阀门Ⅲ和第一减压阀，待压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的压力值显示为5-7MPa后，关闭供气阀门、阀门Ⅰ、调控阀门和第一减压阀，观察压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的压力值，从而检查计量罐和煤样罐的气密性，确定计量罐和煤样罐不漏气后，打开阀门Ⅰ、调控阀门、阀门Ⅲ、排气阀门和阀门Ⅳ，排出计量罐和煤样罐内的氦气；

S1-3、抽真空：关闭排气阀门和阀门Ⅳ，打开阀门Ⅰ、调控阀门、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，启动真空泵进行抽气，压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的绝对压力值显示为4Pa以下后，则认为计量罐和煤样罐内为真空状态，关闭调控阀门、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，以保持计量罐和煤样罐内部的真空状态；

S1-4、打开第一减压阀和供气阀门，将氦气充入计量罐内，关闭第一减压阀、供气阀门和阀门Ⅰ，通过压力表Ⅰ的读数和计量罐的体积计算出计量罐内的氦气量，打开阀门Ⅰ、调控阀门和阀门Ⅲ，氦气在计量罐和煤样罐之间平衡后，通过原氦气总量和现阶段的氦气压力，计算氦气占有的总空间体积，计量罐和煤样罐的体积之和减去总空间体积，即可得到煤样真体积，煤样质量除以煤样真体积，得到煤样真密度。

优选地，所述步骤S2的具体操作方法为：

S2-1、检查计量罐和煤样罐的气密性，并计算减去煤样真体积后的总空间体积；

S2-2、抽真空后并将所有减压阀、阀门关闭；

S2-3、打开第二减压阀、供气阀门和阀门Ⅰ，将瓦斯充入计量罐中，关闭第二减压阀、供气阀门和阀门Ⅰ，通过压力表Ⅰ的读数和计量罐体积计算瓦斯量，然后保持第二减压阀和供气阀门关闭，并打开阀门Ⅰ、调控阀门和阀门Ⅲ，经过12个小时待压力表Ⅰ和压力表Ⅱ稳定且显示相同的压力值，记录该压力值，通过该压力值和总空间体积计算吸附后的剩余瓦斯量，继而得出煤样吸附的瓦斯量；然后每12小时记录一次压力值和煤样吸附的瓦斯量，记录5-10个周期；

S2-4、绘制恒温状态下吸附的瓦斯量相对于吸附平衡压力的曲线，即该煤样的瓦斯等温吸附曲线。

优选地，所述步骤S3的具体操作方法为：

S3-1、煤样充分吸附瓦斯后，关闭调控阀门和阀门Ⅲ，并记录此时压力表Ⅱ显示的压力值；

S3-2、打开阀门Ⅳ，调整液位调节容器的高度，使量筒内液面处于0mL，将量筒顶部的气体转移至气囊中；

S3-3、关闭阀门Ⅳ，打开排气阀门，接着缓慢打开阀门Ⅲ，待表压下降 0.5～1MPa且量筒内收集解吸气体不超过量程时，迅速关闭阀门Ⅲ，待压力表Ⅱ读数恒定后将其显示压力值记录，然后再次调整液位调节容器的高度，使量筒液面高度与液位调节容器液面高度平齐，记录此时量筒内液面高度即为解吸气体的自由体积，该自由体积就是上述两个压力值之间的脱附量；

S3-4、重复步骤S3-2和S3-3，一直到无解吸气体排出为止；

S3-5、绘制脱附量相对于压力的曲线，即该煤样的瓦斯等温脱附曲线。

优选地，所述步骤S4的具体操作方法为：

S4-1、煤样充分吸附瓦斯后，关闭调控阀门和阀门Ⅲ；

S4-2、打开阀门Ⅳ，调整液位调节容器的高度，使量筒内液面处于0mL，将量筒顶部的气体转移至气囊中；

S4-3、关闭阀门Ⅳ，打开排气阀门和阀门Ⅲ，同时开始计时，时时调整液位调节容器，使量筒液面高度与液位调节容器液面高度平齐，并记录量筒顶部的气体体积和对应的时间；此外质量流量计连接计算机，能够将经过质量流量计的瓦斯量和对应的时间数据传至计算机；将量筒和质量流量计检测到的瓦斯解吸数据取平均后，再绘制该煤样的瓦斯解吸量相对于时间的曲线，即该煤样的瓦斯解吸曲线。

步骤S4在步骤S2或者步骤S3之后进行操作均可以。

质量流量计与量筒之间设置有防倒灌装置，能够防止量筒内的水倒灌到质量流量计。

防倒灌装置采用单向阀。

防倒灌装置也可以采用一个密封的透明容器，密封的透明容器内部的主管道断开。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明不仅能够对煤样的真密度、煤样的瓦斯吸附、脱附、解吸和回收进行多方面充分的测试，而且通过恒压排气装置、气囊回收瓦斯、电动线性调节液位调节容器的高度等技术手段，实现了便于控制、恒压排气、循环利用、测试精度高、安全性高等技术突破，对国家和公共利益具有重大意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明保护罩的局部放大图。

图3是本发明量筒中恒压排气装置的局部放大图。

图4是本发明质量流量计、量筒与防倒灌装置的连接关系图。

图中：1、主管道 2、供气阀门 3、调控阀门 4、排气阀门 5、第一减压阀 6、高压氦气瓶 7、第二减压阀 8、高压甲烷瓶 9、阀门Ⅰ 10、计量罐 11、阀门Ⅲ 12、煤样罐 13、阀门Ⅱ 14、真空泵 15、恒温水浴箱 16、压力表Ⅰ 17、压力表Ⅱ 18、压力表Ⅲ 19、质量流量计20、排气软管 21、量筒 22、液位调节容器 23、气囊 24、阀门Ⅳ 25、底座 26、电动伸缩杆27、夹子 28、保护罩 29、半壳体 30、搭扣 31、开口 32、小孔 33、浮板 34、连杆 34、透明容器 35、连通软管。

具体实施方式

同时参看附图1-3，煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置，包括主管道1，主管道1上从上游到下游依次设置供气阀门2、调控阀门3和排气阀门4；主管道1上在供气阀门2的上游分别通过第一减压阀5和第二减压阀 7连接有高压氦气瓶6和高压甲烷瓶8；主管道1上在供气阀门2和调控阀门3之间的位置通过阀门Ⅰ9连接有计量罐10，主管道1上在调控阀门3和排气阀门4之间的位置分别通过阀门Ⅱ13和阀门Ⅲ11连接有真空泵14和煤样罐12，计量罐10和煤样罐12放入恒温水浴箱15，计量罐10、煤样罐12 和真空泵14分别配设压力表Ⅰ16、压力表Ⅱ17和压力表Ⅲ18，主管道1上在排气阀门4的下游设置有质量流量计19，主管道1的尾端连接排气尾管20，排气尾管20的尾端浸入装有水且封闭的量筒21内，量筒21底部通过连通软管35连接有液位调节容器22，量筒21的顶部连通设置有气囊23，气囊23 配设阀门Ⅳ24，量筒21的零刻度位于量筒21的侧壁顶部。

参看附图3，量筒21内还设置有与排气尾管20的尾端连接的恒压排气装置，恒压排气装置包括浮板33和两端分别固结在浮板33下表面与排气尾管20的尾端的连杆34。浮板33始终浮在水面，连杆34长度固定，所以排气尾管20的端口距离水面高度固定，排气尾管20端口处的水压恒定，避免排气受水压变化出现不稳定的情况，也降低了试验误差。

再回看附图1，所述液位调节容器22连接有升降架，升降架包括底座 25、垂直设置在底座25上的电动伸缩杆26以及连接在电动伸缩杆26顶端的夹子27，液位调节容器25由夹子27夹持实现固定。电动伸缩杆26能够电动且线性的伸长或缩短，从而控制夹子27上的液位调节容器22高度变化，增加了试验的便利性、可控性、稳定性。

单独参看附图2，所述气囊23外部设置保护罩28，保护罩28内壁设置压力传感器，压力传感器连接有蜂鸣器。当气囊23回收瓦斯达到上限时，气囊23压紧压力传感器，压力传感器检测到压力值达到上限，控制蜂鸣器发出危险警报，通知试验人员立即停止回收瓦斯到气囊23内，或者将气囊内瓦斯进行转移、回收。

所述保护罩28由两个半椭球形的半壳体29拼合而成，两个半壳体29 的后端铰接在一起，两个半壳体29的前端经过切削形后通过两个搭扣30连接，切削部分形成保护罩28的开口31。通过搭扣30能够将保护罩28打开，方便将气囊23内回收的瓦斯进行转移。

所述保护罩28表面镂空开设方便观察其内部气囊23状态的小孔。

煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，包括以下步骤：

S1、获取煤体的真体积和真密度，具体操作方法为：

S1-1、对煤样称重后放入煤样罐12中；

S1-2、检查计量罐10和煤样罐12的气密性：关闭阀门Ⅱ13和排气阀门 4，并打开供气阀门2、阀门Ⅰ9、调控阀门3、阀门Ⅲ11和第一减压阀5，待压力表Ⅰ16和压力表Ⅱ17的压力值显示为5-7MPa后，关闭供气阀门2、阀门Ⅰ9、调控阀门3和第一减压阀5，观察压力表Ⅰ16和压力表Ⅱ17的压力值，从而检查计量罐10和煤样罐12的气密性，确定计量罐10和煤样罐 12不漏气后，打开阀门Ⅰ9、调控阀门3、阀门Ⅲ11、排气阀门4和阀门Ⅳ 24，排出计量罐10和煤样罐12内的氦气；

S1-3、抽真空：关闭排气阀门4和阀门Ⅳ24，打开阀门Ⅰ9、调控阀门3、阀门Ⅱ13和阀门Ⅲ11，启动真空泵14进行抽气，压力表Ⅰ16和压力表Ⅱ17 的绝对压力值显示为4Pa以下后，则认为计量罐10和煤样罐12内为真空状态，关闭调控阀门3、阀门Ⅱ13和阀门Ⅲ11，以保持计量罐10和煤样罐12 内部的真空状态；

S1-4、打开第一减压阀5和供气阀门2，将氦气充入计量罐10内，关闭第一减压阀5、供气阀门2和阀门Ⅰ9，通过压力表Ⅰ16的读数和计量罐10的体积计算出计量罐10内的氦气量，打开阀门Ⅰ9、调控阀门3和阀门Ⅲ11，氦气在计量罐10和煤样罐12之间平衡后，通过原氦气总量和现阶段的氦气压力，计算氦气占有的总空间体积，计量罐10和煤样罐12的体积之和减去总空间体积，即可得到煤样真体积，煤样质量除以煤样真体积，得到煤样真密度。

S2、获取煤体的瓦斯等温吸附曲线，具体操作方法为：

S2-1、检查计量罐10和煤样罐的气密性12，并计算减去煤样真体积后的总空间体积；

S2-2、抽真空后并将所有减压阀、阀门关闭；

S2-3、打开第二减压阀7、供气阀门2和阀门Ⅰ9，将瓦斯充入计量罐10 中，关闭第二减压阀7、供气阀门2和阀门Ⅰ9，通过压力表Ⅰ16的读数和计量罐10体积计算瓦斯量，然后保持第二减压阀7和供气阀门2关闭，并打开阀门Ⅰ9、调控阀门3和阀门Ⅲ11，经过12个小时待压力表Ⅰ16和压力表Ⅱ17稳定且显示相同的压力值，记录该压力值，通过该压力值和总空间体积计算吸附后的剩余瓦斯量，继而得出煤样吸附的瓦斯量；然后每12小时记录一次压力值和煤样吸附的瓦斯量，记录10个周期；

S2-4、绘制恒温状态下吸附的瓦斯量相对于吸附平衡压力的曲线，即该煤样的瓦斯等温吸附曲线。

S3、获取煤体的瓦斯等温脱附曲线，具体的操作方法为：

S3-1、煤样充分吸附瓦斯后，关闭调控阀门3和阀门Ⅲ11，并记录此时压力表Ⅱ17显示的压力值；

S3-2、打开阀门Ⅳ24，调整液位调节容器22的高度，使量筒21内液面处于0mL，将量筒21顶部的气体转移至气囊23中；

S3-3、关闭阀门Ⅳ24，打开排气阀门4，接着缓慢打开阀门Ⅲ11，待表压下降0.5～1MPa且量筒21内收集解吸气体不超过量程时，迅速关闭阀门Ⅲ 11，待压力表Ⅱ17读数恒定后将其显示压力值记录，然后再次调整液位调节容器22的高度，使量筒21液面高度与液位调节容器22液面高度平齐，记录此时量筒21内液面高度即为解吸气体的自由体积，该自由体积就是上述两个压力值之间的脱附量；

S3-4、重复步骤S3-2和S3-3，一直到无解吸气体排出为止；

S3-5、绘制脱附量相对于压力的曲线，即该煤样的瓦斯等温脱附曲线。

S4、获取煤体的瓦斯解吸曲线，具体的操作方法为：

S4-1、煤样充分吸附瓦斯后，关闭调控阀门3和阀门Ⅲ11；

S4-2、打开阀门Ⅳ24，调整液位调节容器22的高度，使量筒21内液面处于0mL，将量筒21顶部的气体转移至气囊23中；

S4-3、关闭阀门Ⅳ24，打开排气阀门4和阀门Ⅲ11，同时开始计时，时时调整液位调节容器22，使量筒21液面高度与液位调节容器22液面高度平齐，并记录量筒21顶部的气体体积和对应的时间；此外质量流量计19连接计算机，能够将经过质量流量计19的瓦斯量和对应的时间数据传至计算机；将量筒21和质量流量计19检测到的瓦斯解吸数据取平均后，再绘制该煤样的瓦斯解吸量相对于时间的曲线，即该煤样的瓦斯解吸曲线。

S5、尾气回收：关闭第一减压阀5、第二减压阀7、供气阀门2、调控阀门3、排气阀门4、阀门Ⅰ9、阀门Ⅱ13和阀门Ⅲ11，只打开阀门Ⅳ24，调整液位调节容器22的高度，使量筒21中液面位于位于0mL位置，从而将量筒 21顶部的气体转移至气囊23内，关闭阀门Ⅳ24；收集在气囊23内的瓦斯既能够循环利用，又避免排放到室内造成危险。

参看附图4，质量流量计19与量筒21之间设置有防倒灌装置，能够防止量筒21内的水倒灌到质量流量计19。防倒灌装置采用一个密封的透明容器34，密封的透明容器34内部的主管道1断开。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (10)

1.煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置，包括主管道，主管道上从上游到下游依次设置供气阀门、调控阀门和排气阀门；

主管道上在供气阀门的上游分别通过第一减压阀和第二减压阀连接有高压氦气瓶和高压甲烷瓶；

主管道上在供气阀门和调控阀门之间的位置通过阀门Ⅰ连接有计量罐，主管道上在调控阀门和排气阀门之间的位置分别通过阀门Ⅱ和阀门Ⅲ连接有真空泵和煤样罐，计量罐和煤样罐放入恒温水浴箱，计量罐、煤样罐和真空泵分别配设压力表Ⅰ、压力表Ⅱ和压力表Ⅲ，其特征在于：主管道上在排气阀门的下游设置有质量流量计，主管道的尾端连接排气尾管，排气尾管的尾端浸入装有水且封闭的量筒内，量筒底部通过连通软管连接有液位调节容器，量筒的顶部连通设置有气囊，气囊配设阀门Ⅳ，量筒的零刻度位于量筒的侧壁顶部，量筒内还设置有与排气尾管的尾端连接的恒压排气装置，恒压排气装置包括浮板和两端分别固结在浮板下表面与排气尾管的尾端的连杆。

2.根据权利要求1所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置，其特征在于：所述液位调节容器连接有升降架，升降架包括底座、垂直设置在底座上的电动伸缩杆以及连接在电动伸缩杆顶端的夹子，液位调节容器由夹子夹持实现固定。

3.根据权利要求1所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置，其特征在于：所述气囊外部设置保护罩，保护罩内壁设置压力传感器，压力传感器连接有蜂鸣器。

4.根据权利要求3所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置，其特征在于：所述保护罩由两个半椭球形的半壳体拼合而成，两个半壳体的后端铰接在一起，两个半壳体的前端经过切削形后通过两个搭扣连接，切削部分形成保护罩的开口。

5.根据权利要求4所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置，其特征在于：所述保护罩表面镂空开设方便观察其内部气囊状态的小孔。

6.根据权利要求1所述的权利要求1所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、获取煤体的真密度；

S2、获取煤体的瓦斯等温吸附曲线；

S3、获取煤体的瓦斯等温脱附曲线；

S4、获取煤体的瓦斯解吸曲线；

S5、尾气回收：关闭第一减压阀、第二减压阀、供气阀门、调控阀门、排气阀门、阀门Ⅰ、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，只打开阀门Ⅳ，调整液位调节容器的高度，使量筒中液面位于位于0mL位置，从而将量筒顶部的气体转移至气囊内，关闭阀门Ⅳ；收集在气囊内的瓦斯既能够循环利用，又避免排放到室内造成危险。

7.根据权利要求6所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S1的具体操作方法为：

S1-1、对煤样称重后放入煤样罐中；

S1-2、检查计量罐和煤样罐的气密性：关闭阀门Ⅱ和排气阀门，并打开供气阀门、阀门Ⅰ、调控阀门、阀门Ⅲ和第一减压阀，待压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的压力值显示为5-7MPa后，关闭供气阀门、阀门Ⅰ、调控阀门和第一减压阀，观察压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的压力值，从而检查计量罐和煤样罐的气密性，确定计量罐和煤样罐不漏气后，打开阀门Ⅰ、调控阀门、阀门Ⅲ、排气阀门和阀门Ⅳ，排出计量罐和煤样罐内的氦气；

S1-3、抽真空：关闭排气阀门和阀门Ⅳ，打开阀门Ⅰ、调控阀门、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，启动真空泵进行抽气，压力表Ⅰ和压力表Ⅱ的绝对压力值显示为4Pa以下后，则认为计量罐和煤样罐内为真空状态，关闭调控阀门、阀门Ⅱ和阀门Ⅲ，以保持计量罐和煤样罐内部的真空状态；

S1-4、打开第一减压阀和供气阀门，将氦气充入计量罐内，关闭第一减压阀、供气阀门和阀门Ⅰ，通过压力表Ⅰ的读数和计量罐的体积计算出计量罐内的氦气量，打开阀门Ⅰ、调控阀门和阀门Ⅲ，氦气在计量罐和煤样罐之间平衡后，通过原氦气总量和现阶段的氦气压力，计算氦气占有的总空间体积，计量罐和煤样罐的体积之和减去总空间体积，即可得到煤样真体积，煤样质量除以煤样真体积，得到煤样真密度。

8.根据权利要求7所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S2的具体操作方法为：

S2-1、检查计量罐和煤样罐的气密性，并计算减去煤样真体积后的总空间体积；

S2-2、抽真空后并将所有减压阀、阀门关闭；

S2-3、打开第二减压阀、供气阀门和阀门Ⅰ，将瓦斯充入计量罐中，关闭第二减压阀、供气阀门和阀门Ⅰ，通过压力表Ⅰ的读数和计量罐体积计算瓦斯量，然后保持第二减压阀和供气阀门关闭，并打开阀门Ⅰ、调控阀门和阀门Ⅲ，经过12个小时待压力表Ⅰ和压力表Ⅱ稳定且显示相同的压力值，记录该压力值，通过该压力值和总空间体积计算吸附后的剩余瓦斯量，继而得出煤样吸附的瓦斯量；然后每12小时记录一次压力值和煤样吸附的瓦斯量，记录5-10个周期；

S2-4、绘制恒温状态下吸附的瓦斯量相对于吸附平衡压力的曲线，即该煤样的瓦斯等温吸附曲线。

9.根据权利要求8所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S3的具体操作方法为：

S3-1、煤样充分吸附瓦斯后，关闭调控阀门和阀门Ⅲ，并记录此时压力表Ⅱ显示的压力值；

S3-2、打开阀门Ⅳ，调整液位调节容器的高度，使量筒内液面处于0mL，将量筒顶部的气体转移至气囊中；

S3-3、关闭阀门Ⅳ，打开排气阀门，接着缓慢打开阀门Ⅲ，待表压下降0.5～1MPa且量筒内收集解吸气体不超过量程时，迅速关闭阀门Ⅲ，待压力表Ⅱ读数恒定后将其显示压力值记录，然后再次调整液位调节容器的高度，使量筒液面高度与液位调节容器液面高度平齐，记录此时量筒内液面高度即为解吸气体的自由体积，该自由体积就是上述两个压力值之间的脱附量；

S3-4、重复步骤S3-2和S3-3，一直到无解吸气体排出为止；

S3-5、绘制脱附量相对于压力的曲线，即该煤样的瓦斯等温脱附曲线。

10.根据权利要求9所述的煤体的瓦斯吸附-脱附-解吸-回收试验装置的测试方法，其特征在于：所述步骤S4的具体操作方法为：

S4-1、煤样充分吸附瓦斯后，关闭调控阀门和阀门Ⅲ；

S4-2、打开阀门Ⅳ，调整液位调节容器的高度，使量筒内液面处于0mL，将量筒顶部的气体转移至气囊中；

S4-3、关闭阀门Ⅳ，打开排气阀门和阀门Ⅲ，同时开始计时，时时调整液位调节容器，使量筒液面高度与液位调节容器液面高度平齐，并记录量筒顶部的气体体积和对应的时间；此外质量流量计连接计算机，能够将经过质量流量计的瓦斯量和对应的时间数据传至计算机；将量筒和质量流量计检测到的瓦斯解吸数据取平均后，再绘制该煤样的瓦斯解吸量相对于时间的曲线，即该煤样的瓦斯解吸曲线。

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